рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Физика
/
Атом водорода и водородоподобные атомы (ВПА) по теории Бора.

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Атом водорода и водородоподобные атомы (ВПА) по теории Бора.

Атом водорода и водородоподобные атомы (ВПА) по теории Бора. - раздел Физика, КВАНТОВАЯ ФИЗИКА На Рис. Показан Водородоподобный Атом. Заряд Ядра Равен +Ze, Где Z...

На рис. показан водородоподобный атом. Заряд ядра равен +Ze, где Z число протонов (и номер элемента в таблице Менделеева). Вокруг ядра вращается по круговой орбите электрон е со скоростью v. На электрон действует со стороны ядра кулоновская сила F_кул. Запишем II закон Ньютона для электрона: ma_n=F_кул., где a_n = v²/ r - нормальное ускорение. (Взаимодействие электрона с другими электронами атома не учитываем).

z	II закон Ньютона и закон Кулона, к=1/4pe_о – коэффициент в СИ		Для атома водорода Z = 1
y	постулат Бора

Из этих формул получим выражения для скорости v и радиуса r орбиты электрона. Сократим в уравнении (z) на r, а оставшующуюся r перенесем в числитель левой части уравнения. Затем разделим уравнение (z) на (y) и получим v. Подставим v в (y) и найдем r.

Внимание! Легче запомнить вывод формул для v и r, чем сами формулы для них.

	скорость электрона на орбите, квантуется как v ~ 1/n; v₁= 2,2×10⁶ м/с
	радиус орбиты электрона, квантуется как r ~ n² r₁ = 0,53 нм – первый боровский радиус

Когда электрон в атоме Н находится на 1-ой орбите, говорят, что электрон (или атом) находится в основном (невозбужденном) состоянии, при этом электрон имеет минимальную энергию. Все остальные состояния называются возбужденными состояниями.

Полная энергия Е электрона складывается из кинетической W и потенциальной U энергий: Е = W + U. Выразим их в идентичной форме:

	Потенциальная энергия взаимодействия электрона с ядром отрицательна, т.к. нулевой уровень принят на бесконечности (U_¥ = 0), чем ближе к ядру, тем меньше энергия электрона.
	Кинетическая энергия, получается из (z), т.к. W=mv²/2
	Полная энергия: Е = W + U Подставив выражение для r, получим формулу:
x	Полная энергия электрона на n-ой орбите, квантуется как Е ~ 1/n²; вычисления дают:
Е₁ @ - 13,6 эВ Е_1ВПА @ - Z ²×13,6 эВ	Энергия электрона на 1-ой орбите в атоме водорода и водородоподобных атомах (ВПА).

Из формулы (x) можно получить также:

Е _ион = ïЕ₁ï	энергия ионизации атома – это минимальная энергия, которую нужно сообщить атому, чтобы удалить из него электрон (Е_¥ = 0)
U_ион = Е _ион/е	потенциал ионизации - это разность потенциалов, которую надо приложить к газу, чтобы ионизировать атом
	первый потенциал возбуждения – разность потенциалов, необходимая для перевода электрона с 1-ой орбиты на 2-ую, для водорода U₁ = 13,6 эВ (1- 1/2²) = 10,2 В.

Внимание!Не забывайте, что электронвольты и вольты численно равны.

Если подставить во 2-й постулат Бора выражение (x), получим:

	все три формулы имеют одно и то же название – сериальные формулы, а константы называются постоянными Ридберга, хотя и имеют различные числовые значения
= 1,097×10⁷ 1/м = 3,29×10¹⁵ 1/с = 2,067×10¹⁶ 1/с	с помощью этих формул можно выразить одну постоянную через другую

Сериальная формула была известна из опыта до появления теории Бора.

Закономерности в видимом спектре атома Н были обнаружены Бальмером еще в 1885 г. Затем были открыты другие серии. Они получили следующие названия:

	серия Лаймана		n = 2, 3, 4,…
серия Бальмера		n = 3, 4, 5,…
серия Пашена		n = 4, 5, 6,…
серия Брекетта		n = 5, 6, 7,…

Головными линиями серий называют: серия Лаймана переход 2®1, серия Бальмера переход 3®2, серия Пашена переход 4®3.

Чтобы электрон перешел на более удаленную орбиту, необходимо внешнее воздействие. Например, можно газ нагревать, или освещать светом, или к электродам в баллоне с газом приложить разность потенциалов. Среднее время жизни электрона на этой орбите порядка 10^-⁸ секунды.

ПРИНЦИПЫ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ. УРАВНЕНИЕ ШРЁДИНГЕРА.

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

КВАНТОВАЯ ФИЗИКА

АТОМНАЯ ФИЗИКА ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА КВАНТОВАЯ ФИЗИКА Закономерности этих явлений хорошо объясняются только...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Атом водорода и водородоподобные атомы (ВПА) по теории Бора.

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

КВАНТОВАЯ ФИЗИКА.
В этом разделе мы рассмотрим явления, связанные с взаимодействием света[i] с веществом: тепловое излучение, фотоэффект и эффект Комптона. Закономерности этих явлений хорошо объясняются тол

Распределение энергии в спектре АЧТ.
На рисунке приведена зависимость излучательной способности АЧТ от длины волны при различных температурах. Эти да

Гипотеза и формула Планка.
Все попытки получить формулу, описывающую кривую излучения АЧТ оказались безуспешными. Две из полученных формул (формула Вина и формула Релея и Джинса) достаточно хорошо подходили при малых и при б

Световая характеристика.
Световой характеристикой фотоэлемента называется зависимость фототока насыщения от падающего светового потока ( см.рис.). Квантовый подход приводит к прямой пропорциональности тока насыщения светов

Задерживающий потенциал.
Уравнение Эйнштейна можно записать в виде:

Ядерная модель атома.
Резерфорд на основании опытов по рассеянию альфа-частиц на металлической фольге (1909-10 гг.) предложил ядерную (планетарную) модель атома. Атом представляет собой очень маленькое ядро, в котором с

Корпускулярно-волновой дуализм материи. Гипотеза и формула де Бройля.
В 1924 г Де Бройль выдвинул гипотезу о волновых свойствах всех частиц, которая сначала показалась ученым фантастической, и была принята только после экспериментального подтверждения. Гипоте

Принцип неопределенности Гейзенберга.
В классической механике предполагалось, что координата точки и ее импульс могут быть определены одновременно с любой точностью. Попробуем понять, какие трудности возникают, если пытаться применить

Уравнение Шрёдингера.
Открытие двойственной природы частиц привело к пониманию о невозможности описывать поведение микрочастиц с помощью классических представлений и законов. Стало ясно, что нельзя говорить о траектории

Гармонический осциллятор.
В классической физике гармоническим осциллятором называют частицу, совершающую движения по закону синуса или косинуса. Потенциальная энергия такой частицы U = кх2/2, частот

Электрон в атоме водорода в основном состоянии.
В этом случае используются сферические координаты: радиус-вектор r и угловые координаты j и q (см.рис.). Чтобы представить сложность решения, мы приведем вид оператора Лапласа

Описывается с помощью 4-х квантовых чисел: n, l, m, ms.
1) n = 1, 2, 3, … , ¥ главное квантовое число входит в выражение для энергии электрона [xvi] Для основного состояния атома Н (n = 1) – см. ранее.

Принцип Паули. Периодическая система элементов.
В 1925 г Паули, исследуя спектры многоэлектронных атомов, открыл фундаментальный закон, которому подчиняются электронные конфигурации атомов, имеющих более одного электрона. Принцип Паули:

ЭЛЕМЕНТЫ КВАНТОВОЙ СТАТИСТИКИ И ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА.
КЛАССИЧЕСКАЯ И КВАНТОВЫЕ СТАТИСТИКИ. В системах, состоящих из очень большого числа частиц (газы, потоки света, электронное облако в металлах), невозможно проследить за движ

Сверхтекучесть.
В 1938 г П.Л.Капица открыл явление сверхтекучести гелия. Гелий уникален тем, что даже при самых низких температурах он не затвердевает, оставаясь жидким. В области температур от 4,2 К до 2

Сверхпроводимость.
В 1911 г. Камерлинг-Оннес обнаружил, что при температуре 7,2 К сопротивление свинца внезапно становится равным н

Температурная зависимость сопротивления различных веществ.
Под словом «сопротивление» мы будем иметь в виду удельное электрическое сопротивление, т.е. электрическое сопротивление образца единичной длины и единичного поперечного сечения (иначе надо будет уч

Собственные полупроводники.
Из формул j = evn и j = eE (см. Постоянный ток) получается выражение для проводимости s :

Контакт р - и n - полупроводников.
Если привести в контакт два вещества с разным типом проводимости, то в месте контакта образуется узкая зона, которая называется р-n-переходомили запирающим слоем.